Des physiciens découvrent l’intérêt des cristaux pour manipuler le temps ! | Neotrouve

Des physiciens découvrent l’intérêt des cristaux pour manipuler le temps !

cristal_lightLe mois dernier , les physiciens ont démontré l’existence des cristaux d’espace-temps. Dans un papier publié dans Physical Review Letters, des physiciens de l’université de Californie et de Microsoft Station Q (un laboratoire de recherche de Microsoft situé dans le campus de l’université de Californie) ont démontré une existence possible des cristaux d’espace-temps.

La violation du principe de symétrie

Les physiciens se sont concentrés sur l’implication la plus surprenante. Cette implication est que les cristaux d’espace-temps cassent spontanément une symétrie fondamentale appelée symétrie de translation du temps. Pour comprendre sa signification, les chercheurs expliquent le concept d’une violation spontanée de symétrie de translation du temps qui se produit à un état de très basse température dans un état quantique. (Spontaneous symmetry-breaking (SSB))

Une violation spontanée implique que les lois de la nature ont une symétrie, mais la nature choisit un état qui ne la possède pas.

Si les cristaux d’espace-temps violent spontanément la symétrie de translation du temps, alors les lois de la nature, qui gouvernent les cristaux d’espace-temps, ne changeront pas au fil du temps, mais les cristaux d’espace-temps vont changer à cause de leur déplacement en “état fondamental ” (“Ground State”) ce qui viole spontanément la symétrie.

Qu’est-ce qu’un cristal temporel ?

Le concept de cristal temporel reprend l’idée d’une périodicité, à la différence que celle-ci est non pas spatiale mais temporelle : sous les bonnes conditions, un système d’atomes peut se mettre à osciller entre deux formes sans pour cela avoir besoin d’un apport d’énergie – cette périodicité temporelle représentant l’état d’énergie minimal du système, sont état de repos.

Mais voilà, si l’on ne voit pas cela dans notre quotidien, c’est que le concept est issu des lois de la physique quantique et de ce fait ne peut se réaliser qu’à très petite échelle (sur un groupe de quelques atomes) et à des conditions requérant tout l’appareillage de pointe des labos de physique quantique.

L’expérience

Concrètement, l’équipe de Chris Monroe – l’un des grands spécialistes de l’ordinateur quantique (voir S&V n°1182) – a fait léviter grâce à un laser 10 atomes d’yttrium positionnées linéairement les uns à côté des autres, l’ensemble ne faisant que quelques nanomètres de longueur.

Sous des conditions très strictes, les atomes d’yttium se sont liés réciproquement par un lien quantique étrange nommé “intrication”. C’est alors que l’équipe a observé l’effet cristal temporel : l’un des paramètres globaux de ce système, le spin(grandeur quantique intraduisible mais qui peut être assimilé à un moment magnétique), s’est mis à osciller de haut en bas avec une période de quelque 75 micro-secondes.

Une grande robustesse face aux perturbations

Et l’équipe, qui a répété l’expérience quelque 150 fois, a observé qu’en modifiant la fréquence des lasers, la période d’oscillation se maintenait inchangée. Cette stabilité au regard des fluctuations extérieures est un mets de luxe dans l’univers des systèmes quantiques – qui tendent à se détruire à la moindre perturbation.

Qu’un calcul théorique anticipe et donne naissance à un nouveau type d’objet bien réel, voilà qui ravit les chercheurs. La manip visant ainsi à faire surgir des limbes ce possible mathématique, c’est une réussite.

Mais l’expérience n’a pas été effectuée uniquement « pour la gloire » : aux prises avec la technologie émergente des ordinateurs quantiques, de futures machines extrêmement puissantes mais dont l’étrangeté de ses lois de fonctionnement pose encore bien des défis techniques, la matérialisation du concept de cristal temporel permet d’imaginer de futures mémoires quantiques stables.

Un principe commun anime les cristaux et les aimants

Le meilleur exemple permettant d’illustrer la violation du principe de symétrie est les aimants. Les lois de la nature ne choisissent pas l’aimant qui va prendre le pole nord et sud. Mais la caractéristique de n’importe quel matériau magnétique est qu’il viole spontanément cette symétrie en choisissant un côté comme le pole nord.

Chez les cristaux, si les lois de la nature sont invariantes d’un point de vue de la rotation et du déplacement spatial, les cristaux violent spontanément ces symétries spatiales parce qu’ils ont l’air différents quand on les regarde de différents angles et quand on les déplace légèrement.

skascience_cosmicmagnetism_300dpi-screenDonc, comme pour des aimants, selon l’endroit où vous observez un cristal dans l’espace, il sera différent. Pour quelque chose d’avoir un état fondamental asymétrique, il doit atteindre cette asymétrie en position ou  aucune énergie ne sera impliquée.

Quatre ans après avoir été d’abord proposé comme “structures hypothétiques” qui présenteraient un “mouvement sans énergie” – pouvant techniquement exister comme des objets physiques (permettant un réel “mouvement perpétuel” ) -, les scientifiques ont réussi à ajouter une quatrième dimension – le mouvement du temps – à un cristal pour la première fois, ce qui lui donne la capacité d’agir comme une sorte de perpétuelle «garde-temps».

D’ abord proposé par prix Nobel physicien Frank Wilczek retour en 2012 , les cristaux de temps semblent avoir un mouvement , même à leur état le plus bas de l’ énergie, connu comme un état fondamental. Ce qui a été déroutant pour les physiciens depuis des décennies est que des choses étranges se produisent lorsque certains objets tels que les cristaux et les aimants entrent dans leur “état fondamental” (assymétrique)…

En gardant cela à l’esprit, Wilczek a envisagé l’hypothèse qu’il pourrait être possible de créer un objet qui permettrait d’atteindre un état de “masse asymétrique” pas dans l’espace comme des cristaux ordinaires ou des aimants – mais à travers le temps…

La création de cristaux d’espace-temps à l’intérieur de systèmes informatiques quantiques

Pour élaborer des cristaux d’espace temps, il faut utiliser des microcircuits d’informatique quantique, des Qbits supraconducteurs  (deux couches de supraconducteurs séparées par une couche mince isolante à une température proche du zéro absolu) que l’ont peut ensuite mesurer au fil du temps en fonction de leur état quantique. Un système qui se trouve au zéro absolu possède en mécanique quantique l’énergie du point zéro.

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Le but est d’obtenir un temps de cohérence c’est-à-dire le temps où cet état de superposition est maintenu.

On utilise pour cela un aluminum extrêmement pur déposé sur un substrat en cristal de saphir, le tout étant refroidi à quelques millikelvins. Les qualités physiques de certains cristaux sont du domaine de la physique de troisième dimension comme aussi de celui de la physique quantique. La connaissance quantique permet aux particules de sortir de notre espace temps verrouillé. A ces températures ultra-basse, le cristal devient supraconducteur, c’est-à-dire qu’il n’oppose aucune résistance au passage du courant, un comportement que seule la mécanique quantique peut expliquer. Alors l’objet lui-même se comporte comme un seul atome appelé “transmon” dans lequel circulent des paires d’électrons qui adoptent un comportement quantique. Ces systèmes présentent un mouvement périodique et oscillant qui est caractéristique des cristaux temporels et afficheront la violation du principe de symétrie par la même occasion.

Les propriétés amplificatrices du cristal peuvent y être associées et rendre très facile l’accès aux autres dimensions. L’utilisation de matrices énergétiques cristallines permettrait donc de changer d’espace temps…

Rappelons que la communication quantique utilisant des cristaux a déjà été confirmée pour envoyer de l’information par téléportation des photons “quantiquement intriqué” sur de petites et longues distances. Une équipe a réussi à envoyer un photon signal au cristal jouant le rôle de “répéteur quantique” pour qu’il y soit stocké alors que l’autre photon, le photon témoin, est resté sur place. Le photon signal a pu être détecté dans un laboratoire du Groupe de physique appliquée à 50 mètres de distance. Une fois mesuré, ce dernier a révélé avec une certitude absolue le résultat de la mesure du photon témoin.

Une horloge à cristaux temporel fonctionnerait en mouvement perpétuel

cern-1En 2012 Frank Wilczek, détaillait la composition d’une horloge perpétuelle en 4 dimensions. Au lieu de bouger dans l’espace, comme les aiguilles d’une montre qui effectuent une rotation de 360 degrés toutes les 12 heures, une horloge programmée sur un crystal spatio temporel peut aussi avancer dans le temps. Grâce à un champ électrique produit dans des ions chargés et capturés dans la structure, la loi de Coulomb permettrait de former une sorte d’anneau spatial qui tournerait à l’infini, et formerait un cristal spatio-temporel. L’énergie nécessaire serait alors minimale et la machine ne possèderait pas d’entropie. En d’autres termes, cette machine temporelle pourrait fonctionner perpétuellement.

Distorsion du continuum Espace temps par miroirs à retournement temporel

Le professeur Emmanuel Fort était en conférence aujourd’hui à l’Institut P’ au Futuroscope pour un séminaire consistant à expliquer le principe de laManipulation des ondes de surface par des miroirs temporels instantanés et des cristaux temporels “. Voici comment il présentait son exposé :

11667“Le contrôle des ondes est généralement réalisé par une ingénierie des propriétés spatiales. Parce que l’espace et le temps jouent des rôles similaires, une approche duale est possible consistant à manipuler le temps. Dans cette présentation, je montrerai comment de telles manipulations permettent de réaliser une « machine à remonter le temps » pour les ondes. J’introduirai en particulier le concept de miroir temporel instantané qui permet à une onde à revivre  sa vie  passée à l’aide de « discontinuités temporelles ». Cette approche est complémentaire de l’approche des miroirs à retournement temporel « standard » consistant à réémettre l’onde émise dans un volume donné par de capteurs/émetteurs disposés sur une surface englobant ce volume. Je présenterai une implémentation expérimentale de ces nouveaux concepts avec des vagues à la surface d’un bain liquide pour lesquelles la discontinuité temporelle est induite par un choc de gravité.”

Les cristaux d’espace temps sont au cœur de la manipulation du temps engendré par la rupture de la symétrie à l’état quantique et ouvrent des perspectives étonnantes.

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Machine à remonter le temps utilisant des cristaux … (La Machine à explorer le temps (film, 1960))

 

Cette théorie explique comment on peut forcer une onde à remonter dans le temps en créant un miroir temporel à la surface desquels la rupture du continuum espace temps s’effectuerait par un choc de gravité…
Sources : Physiciens juste créé premier cristal de temps du monde – ScienceAlert

https://actualite.housseniawriting.com/science/2016/09/12/les-cristaux-despace-temps-pourraient-exister-apres-tout/18051/

http://www.pprime.fr/?q=fr/seminaire-d2-manipulation-des-ondes-de-surface-miroirs-temporels-instantanes-et-cristaux-temporels

http://www.la-grande-revelation.com/la-science-perdue-du-cristal-de-roche-a1777445

http://cordis.europa.eu/result/rcn/91667_fr.html

http://www.slate.fr/lien/62655/horloge-perpetuelle-fin-du-monde

http://www.science-et-vie.com/article/des-chercheurs-ont-invente-le-premier-cristal-temporel-7202

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